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生命科学学院邓诣群教授团队揭示UPF3B与IRE1α互作调节细胞内质网应激的新机制 |
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近日,生命科学学院邓诣群教授团队在生物学一区TOP期刊《Cell Death & Disease》在线发表题为“UPF3B modulates endoplasmic reticulum stress through interaction with inositol-requiring enzyme-1α”的研究论文,该研究发现UPF3B与IRE1α互作抑制细胞内质网应激,揭示了无义介导的mRNA衰变(NMD)在细胞应激响应中的新型调控机制。
![](https://www.scau.edu.cn/_upload/article/images/09/23/719ba8714c1aaf9ce0831c967732/1f1c556f-6b0a-44c5-b19c-2c06e78b6fc6.png)
细胞在毒素、药物和缺氧等应激因素刺激下,会通过多种响应外界变化的应激型适应性模式,改变细胞内稳态,调节自身的存活或死亡,以适应外界压力。内质网应激是一种重要的细胞应激方式,通过诱导未折叠蛋白反应(UPR)以缓解应激状态,维系细胞内稳态。IRE1是重要的内质网应激传感器。NMD可以快速降解含有提前终止密码子的mRNA,在mRNA质量控制中发挥重要作用。NMD可以控制激活UPR所必需的细胞应激阈值,NMD本底活性可调节细胞应激反应,维持细胞稳态。然而,NMD在维持内质网稳态中的作用尚不清楚。
作者前期发现呕吐毒素(DON)等外界刺激作用细胞时,会明显抑制NMD因子UPF3的功能,敲降UPF3B的细胞系对DON更敏感。此外,UPF3B可特异性调节IRE1α信号通路,这提示在DON等毒素应激条件下,UPF3B与IRE1α可能存在密切关联。本研究中,作者发现UPF3B与IRE1α存在互作关系,BiP与UPF3B共同控制IRE1α的激活。在生理条件下,UPF3B通过与IRE1α激酶结构域相互作用,抑制IRE1α的活化,影响其磷酸化和寡聚化。
![](https://www.scau.edu.cn/_upload/article/images/09/23/719ba8714c1aaf9ce0831c967732/dd0165ae-a68d-4544-a29d-8a7531933e59.png)
UPF3B在NMD和内质网应激中的双重作用模式图
此外,NMD还可以通过调控IRE1α和CHOP的表达来抑制内质网应激,并通过负反馈内质网应激重塑细胞稳态。在内质网应激过程中,UPF3B磷酸化并与IRE1α解离,丧失了对内质网应激的调节功能,促进IRE1α和CHOP的表达,导致细胞凋亡。本研究首次为UPF3B在NMD和内质网应激中的双重作用提供了证据,揭示NMD在调节细胞内质网稳态中的重要生理意义,同时也为DON毒理机制提供了新的视角。
生命科学学院博士生孙兴盛为本文的第一作者,邓诣群教授和文继开教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目、广东省基础与应用基金项目的资助。
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41419-024-06973-3
文图/生命科学学院
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